共振阻尼

概述 :

共振會造成重大破壞,傳統理論僅明確越是材質單一、純淨的物體越具有共振的品質,然而如何製造有效的複合材料抑制共振，這是諸多學科(包括電聲)的一直困擾的基礎難題。人們既要發聲膜板充分振動以輻射聲波，又要有效抑制其共振、分割振動、高次諧波及失真，全世界一百多年為此投入的人力物力不計其數,聲學專家普遍結論:同時提高振膜材料的聲速與內阻尼，是魚與熊掌不可兼得。消除發聲膜板的共振、高次諧波，增大振膜內阻尼同時也抑制了其高頻回響,電聲音響被迫普遍採用分頻+組合的頻響系統;系統的疊加、組合製作的成本遠高於揚聲器的生產成本，形成高、低端產品的價格差達幾十倍。

研究表明，一物理量叫共振阻尼（RAD），與傳統阻尼(粘稠的、鬆散的、剛性低的物體對振動或聲波的吸收、衰減)不同，共振阻尼單指物體有抑制自身共振的內阻尼性能,或者表現為物體自身沒有共振頻率的內阻尼現象。但該阻尼對於物體受迫振動(包括高頻)沒有阻礙、衰減作用；使發聲振膜依然保持了優良的高頻輻射性能。RAD方法將波的錯位疊加發揮到極致, 首次用高聲速材料絲/鋁材料複合製作的膜板，成功開發165高清晰度揚聲器，頻響50~17000Hz（16kHz無衰減），單只頻響超過了整個高保真揚聲器系統要求，總諧波失真普遍≤1%，魚與熊掌兼得，領先世界先進水平。 從實踐證實RAD方法可穩定調控物體共振。可廣泛用於體輕剛性高的航空材料製作，消除材料的疲勞。為其它需要抑制共振的行業、產品提供理論依據和實踐經驗。

定義：

在2004年申報的《一種揚聲器發聲膜板及其製造方法》的發明專利，用鋁骨架與紙膜結合實現了兩種不同聲速材料以特定製作結構，通過波的疊加實現物體內阻尼。

深圳2011電聲技術國際研討會發布<<無共振（材質與結構）的材料在揚聲器的套用>>論文闡明：新物理量共振阻尼、RAD表現為物體具有不受材料的高聲速材質限制，抑制共振的內阻尼性能。使所述聲波在骨架g與基材j上的實際擴展速度之比在發聲膜板上各部位不一致，形成膜板的內損耗；其數學公式：Vg/Vj ≠ 常數 （骨架g與基材j，它們的實際擴展速度之比Vg/Vj，該聲速比在聲波擴展中是變化的）。

在共振阻尼（RAD）理論指導下,2012年申報《共振阻尼(RAD)方法製造的發聲膜板及其電動揚聲器》的發明專利，把RAD發揮到極致，突破傳統認為鋁骨架與紙漿的結合是紙膜的內阻尼起作用的觀念束縛，用鋁箔與絲綢製作RAD膜結構，實現Vf/Vj≠ 常數 ，（複合層f與基層j，它們的實際擴展速度之比：Vf/Vj，該聲速比在聲波擴展中是變化的，即≠ 常數。）它們的波形疊加必定不重合而具有共桭阻尼，膜結構和鋁箔、絲綢的高聲速材質充分發揮了高頻回響特色。

性質：

共振阻尼(RAD)是單指物體有抑制自身共振的內阻尼性能,或者表現為物體自身沒有共振頻率的內阻尼現象；但是該阻尼對於物體受迫振動（包括高頻）沒有阻礙、衰減作用；既消除物體自身的共振及高次諧波，卻依然能保持 (包括高頻)振動的優良輻射性能。與傳統阻尼有著本質區別，在傳統的機械振動和聲學領域裡,阻尼指對物體振動或聲波的衰減，無區別的包括了所有的高頻諧波和受迫（高頻）振動。

套用：

在2014年4月9日公布的《共振阻尼(RAD)方法製造的發聲膜板及其電動揚聲器》申請號201210375691.4發明專利中，闡明共振阻尼的發現源於揚聲器發聲膜板的研發試驗，在2004年申報的《一種揚聲器發聲膜板及其製造方法》的發明專利用鋁骨架與紙膜結合（實現兩種不同聲速材料以特定結構製作物體內阻尼）的發聲膜板具有良好的保真度。最初實驗已證明：普通揚聲器使用無共振材料發聲膜板後，達到總諧波<1%，半功率點40W時總諧波失真在4%左右。2014年成功開發了165口徑產品，單只165高清晰度揚聲器頻響實現50~17000Hz（16kHz無衰減），超過了整個高保真揚聲器系統的頻響要求，批量生產的總諧波失真普遍≤1%;達到領先世界先進水平（見測試報告），這是高保真水平的標準聲源揚聲器。

高清晰度揚聲器與傳統分頻組合揚聲器系統（包括同軸揚聲器、雙音盆揚聲器）相比，還要好一個層次，是單一膜片發聲，無相位失真問題，可謂是真正的全頻。所謂真（單一）與傳統組合揚聲器全頻系統有天壤之別的聽音效果，徹底解決頻響組合、失真等問題，猶如電視機從黑白升級到彩色的實質性變革，即顛覆性革命。目前已實現了從基礎理論領先到實際產品領先,驗證了理論的正確性。從小到耳機、手機揚聲器，薄型顯示器用揚聲器、汽車揚聲器，民品HIFI音響，大到廣播音響，舞台專業音響，均需套用RAD技術來解決瓶頸問題，全面提升了揚聲器性能，潛在市場即直接影響的音響產品產值近百億/年。